Μια στυπτηρία UCF και αρκετοί ερευνητές χρησιμοποίησαν νανοτεχνολογία για να αναπτύξουν αυτό το καθαριστικό, το οποίο μπορεί να αντισταθεί σε επτά ιούς για έως και 7 ημέρες.
Οι ερευνητές του UCF έχουν αναπτύξει ένα απολυμαντικό με βάση νανοσωματίδια που μπορεί να σκοτώνει συνεχώς ιούς στην επιφάνεια για έως και 7 ημέρες - αυτή η ανακάλυψη μπορεί να γίνει ένα ισχυρό όπλο κατά του COVID-19 και άλλων αναδυόμενων παθογόνων ιών.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό ACS Nano της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας από μια διεπιστημονική ομάδα ειδικών σε ιούς και μηχανικούς από το πανεπιστήμιο και τον επικεφαλής μιας εταιρείας τεχνολογίας στο Ορλάντο.
Η Christina Drake '07 PhD, η ιδρύτρια της Kismet Technologies, εμπνεύστηκε από ένα ταξίδι στο παντοπωλείο στην αρχή της πανδημίας και ανέπτυξε ένα απολυμαντικό. Εκεί, είδε μια εργαζόμενη να ψεκάζει απολυμαντικό στη λαβή του ψυγείου και μετά σκούπισε αμέσως το σπρέι.
«Αρχικά η ιδέα μου ήταν να αναπτύξω ένα απολυμαντικό ταχείας δράσης», είπε, «αλλά μιλήσαμε με καταναλωτές όπως γιατρούς και οδοντίατρους για να καταλάβουμε τι απολυμαντικό θέλουν πραγματικά. Το πιο σημαντικό πράγμα για αυτούς είναι ότι είναι κάτι μακράς διαρκείας, θα συνεχίσει να απολυμαίνει περιοχές υψηλής επαφής όπως τα χερούλια των θυρών και το πάτωμα για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά την εφαρμογή.»
Ο Drake συνεργάζεται με τη Sudipta Seal, μηχανικό υλικών και εμπειρογνώμονα στη νανοεπιστήμη του UCF, και τον Griff Parks, έναν ιολόγο, ερευνητικό συνεργάτη πρύτανη της Ιατρικής Σχολής και κοσμήτορα της Σχολής Βιοϊατρικών Επιστημών του Burnett. Με χρηματοδότηση από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, το Kismet Tech και τον διάδρομο υψηλής τεχνολογίας της Φλόριντα, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα απολυμαντικό κατασκευασμένο με νανοσωματίδια.
Το ενεργό συστατικό του είναι μια κατασκευασμένη νανοδομή που ονομάζεται οξείδιο του δημητρίου, γνωστό για τις αναγεννητικές αντιοξειδωτικές του ιδιότητες. Τα νανοσωματίδια οξειδίου του δημητρίου τροποποιούνται με μια μικρή ποσότητα αργύρου για να γίνουν πιο αποτελεσματικά έναντι των παθογόνων.
«Λειτουργεί τόσο στη χημεία όσο και στα μηχανήματα», είπε ο Seal, ο οποίος σπουδάζει νανοτεχνολογία για περισσότερα από 20 χρόνια. «Τα νανοσωματίδια εκπέμπουν ηλεκτρόνια για να οξειδώσουν τον ιό και να τον καταστήσουν ανενεργό. Μηχανικά, προσκολλώνται επίσης στον ιό και διαρρηγνύουν την επιφάνεια, όπως το σκάσιμο ενός μπαλονιού».
Τα περισσότερα απολυμαντικά μαντηλάκια ή σπρέι θα απολυμάνουν την επιφάνεια μέσα σε τρία έως έξι λεπτά μετά τη χρήση, αλλά δεν υπάρχει υπολειπόμενο αποτέλεσμα. Αυτό σημαίνει ότι η επιφάνεια πρέπει να σκουπίζεται επανειλημμένα για να διατηρηθεί καθαρή για να αποφευχθεί η μόλυνση από πολλούς ιούς όπως το COVID-19. Το σκεύασμα νανοσωματιδίων διατηρεί την ικανότητά του να αδρανοποιεί τους μικροοργανισμούς και συνεχίζει να απολυμαίνει την επιφάνεια έως και 7 ημέρες μετά από μία μόνο εφαρμογή.
«Αυτό το απολυμαντικό δείχνει μεγάλη αντιική δράση ενάντια σε επτά διαφορετικούς ιούς», δήλωσε ο Parks, του οποίου το εργαστήριο είναι υπεύθυνο για τη δοκιμή της αντοχής της φόρμουλας στον ιό «λεξικό». «Δεν δείχνει μόνο αντιικές ιδιότητες κατά των κοροναϊών και των ρινοϊών, αλλά αποδεικνύει επίσης ότι είναι αποτελεσματικό έναντι διαφόρων άλλων ιών με διαφορετική δομή και πολυπλοκότητα. Ελπίζουμε ότι με αυτή την εκπληκτική ικανότητα να σκοτώνει, αυτό το απολυμαντικό θα γίνει επίσης ένα αποτελεσματικό εργαλείο ενάντια σε άλλους αναδυόμενους ιούς».
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτή η λύση θα έχει σημαντικό αντίκτυπο στο περιβάλλον υγειονομικής περίθαλψης, ιδίως μειώνοντας τη συχνότητα νοσοκομειακών λοιμώξεων, όπως ο ανθεκτικός στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa και Clostridium difficile—— Επηρεάζουν περισσότερους από έναν στους 30 ασθενείς που εισάγονται σε αμερικανικά νοσοκομεία.
Σε αντίθεση με πολλά απολυμαντικά του εμπορίου, αυτή η φόρμουλα δεν περιέχει επιβλαβείς χημικές ουσίες, γεγονός που δείχνει ότι είναι ασφαλές για χρήση σε οποιαδήποτε επιφάνεια. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις της Υπηρεσίας Περιβαλλοντικής Προστασίας των ΗΠΑ, οι ρυθμιστικές δοκιμές για τον ερεθισμό των κυττάρων του δέρματος και των ματιών δεν έχουν δείξει επιβλαβείς επιπτώσεις.
«Πολλά από τα οικιακά απολυμαντικά που είναι διαθέσιμα αυτήν τη στιγμή περιέχουν χημικές ουσίες που είναι επιβλαβείς για το σώμα μετά από επανειλημμένη έκθεση», είπε ο Drake. «Τα προϊόντα μας με βάση τα νανοσωματίδια θα έχουν υψηλό επίπεδο ασφάλειας, το οποίο θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη μείωση της συνολικής ανθρώπινης έκθεσης στις χημικές ουσίες».
Απαιτείται περισσότερη έρευνα προτού τα προϊόντα εισέλθουν στην αγορά, γι' αυτό η επόμενη φάση της έρευνας θα επικεντρωθεί στην απόδοση των απολυμαντικών σε πρακτικές εφαρμογές εκτός εργαστηρίου. Αυτή η εργασία θα μελετήσει πώς τα απολυμαντικά επηρεάζονται από εξωτερικούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία ή το φως του ήλιου. Η ομάδα βρίσκεται σε συζητήσεις με το τοπικό δίκτυο νοσοκομείων για να δοκιμάσει το προϊόν στις εγκαταστάσεις τους.
«Εξερευνούμε επίσης την ανάπτυξη μιας ημιμόνιμης μεμβράνης για να δούμε αν μπορούμε να καλύψουμε και να σφραγίσουμε τα δάπεδα του νοσοκομείου ή τις χειρολαβές των θυρών, περιοχές που πρέπει να απολυμανθούν ή ακόμα και περιοχές ενεργού και συνεχούς επαφής», είπε ο Drake.
Ο Seal εντάχθηκε στο Τμήμα Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών του UCF το 1997, το οποίο είναι μέρος της Σχολής Μηχανικών και Επιστήμης Υπολογιστών του UCF. Προσθετική. Είναι πρώην διευθυντής του UCF Nano Science and Technology Center και Advanced Materials Processing and Analysis Center. Έλαβε διδακτορικό στη μηχανική υλικών από το Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν, με δευτερεύοντα στη βιοχημεία, και είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ.
Αφού εργάστηκε στην Ιατρική Σχολή του Wake Forest για 20 χρόνια, ο Parkes ήρθε στο UCF το 2014, όπου υπηρέτησε ως καθηγητής και επικεφαλής του Τμήματος Μικροβιολογίας και Ανοσολογίας. Έλαβε Ph.D. στη βιοχημεία από το Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν και είναι ερευνητής της Αμερικανικής Αντικαρκινικής Εταιρείας στο Πανεπιστήμιο Northwestern.
Η μελέτη συντάχθηκε από την Candace Fox, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στη Σχολή Ιατρικής, και τον Craig Neal από τη Σχολή Μηχανικών και Επιστήμης Υπολογιστών. Οι Tamil Sakthivel, Udit Kumar και Yifei Fu, απόφοιτοι της Σχολής Μηχανικών και Επιστήμης Υπολογιστών, είναι επίσης από κοινού συγγραφείς.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-04-2021